蛋白质谱技术是指运用质谱技术开展蛋白质研究与表征，涵盖蛋白质的定量分析、特性剖析、相互作用网络构建以及翻译后修饰鉴定等多个方面，又称为基于质谱的蛋白质组学，主要包含“自上而下”“自中而下”“自下而上”这三种方法。
“自上而下”方法是对完整蛋白或未经过消化处理的蛋白样品直接进行质谱分析，通常选用高分辨率的基质辅助激光解吸电离（MALDI）质谱或电喷雾电离（ESI）的轨道阱（Orbitrap）质谱。“自下而上”方法则是先对蛋白质进行酶解消化，再对得到的肽段混合物进行质谱分析。鸟枪法（Shotgun）蛋白质组学作为“自下而上”方法的一个重要分支，在实际应用中十分广泛，其借助高效液相色谱 - 质谱（HPLC - MS）联用技术，能够对复杂混合物中的蛋白质进行高效鉴定。“自中而下”方法作为一种折中方案，于 2012 年前后开始受到更多关注，主要是对较大的肽段进行质谱分析，以获取蛋白质序列和结构信息。
ESI蛋白质谱技术原理与应用
蛋白质谱技术是现代生物分析化学中不可或缺的工具，尤其在蛋白质组学研究领域。电喷雾电离（ESI）蛋白质谱作为其中的重要分支，凭借其独特的优势和高灵敏度分析能力，为蛋白质研究提供了强大的支持。
一、ESI蛋白质谱的工作原理
（一）离子源：电喷雾电离（ESI）
ESI蛋白质谱的离子源采用电喷雾技术，通过将样品溶液雾化形成带电微滴，随着溶剂的蒸发，微滴表面电荷密度增加，最终导致蛋白质分子以带电离子的形式释放到气相中。这一过程相对温和，能够有效减少蛋白质分子的碎裂，从而保证了蛋白质的完整性，为后续的质谱分析提供了高质量的离子流。
（二）质量分析器
质量分析器是质谱仪的核心部件，其功能是根据质荷比（m/z）对离子进行分离和筛选。在ESI蛋白质谱中，常用的四极杆质量分析器和离子阱分析器各有特点。四极杆质量分析器通过在离子流周围形成特定的电场，仅允许具有特定m/z的离子通过，实现对目标离子的选择性检测。离子阱分析器则更为先进，它不仅可以作为质量分析器和离子检测器，还能够储存离子，为复杂的样品分析提供了更高的灵活性和分辨率。
（三）离子检测器
离子检测器负责对通过质量分析器的离子进行检测和测量，记录离子的质量、电荷以及到达检测器的时间等关键信息。这些数据随后被传输至质谱控制软件，进行进一步的处理和分析。
二、ESI蛋白质谱技术的发展与应用
（一）技术发展
早期的ESI质谱仪配置相对简单，仅配备一个质量分析器和一个离子检测器。随着科技的不断进步，现代质谱仪的设计日益复杂和精巧。如今的仪器通常配备多个离子池，这些离子池位于离子源和离子传感器之间，并被电极夹在中间。离子传感器能够调节频率和电压，以选择所需的m/z范围，并重新引导离子流进行进一步的裂解，从而获得更丰富的结构信息。
（二）肽段裂解技术
在肽段分析过程中，高能碰撞解离（HCD）和电子转移高能碰撞解离（EThcD）是两种常用的裂解技术。HCD通过使肽段在高能状态下发生碰撞，实现肽段的碎裂；而EThcD则结合了电子转移和高能碰撞解离，能够产生更为丰富的片段离子，为蛋白质结构和序列分析提供了更为详细的信息。
（三）串联质谱仪
相较于早期的单质量分析器和单离子检测器的仪器，现代串联质谱仪配备了连续的质量分析器和离子检测器，能够实现多级质谱分析。这种设计使得研究人员可以对复杂的生物样品进行更为深入和全面的分析，大大提高了蛋白质鉴定的准确性和效率。
（四）便携化趋势
早期质谱仪体积庞大，对实验室空间和条件有较高要求。然而，随着技术的不断成熟，台式质谱仪已经实现了便携化，可以轻松放置在实验室的角落中，极大地提高了仪器的可用性和灵活性，为更多的研究团队提供了使用这一先进技术的机会。
ESI蛋白质谱技术以其高灵敏度、高分辨率和广泛的适用性，在蛋白质组学研究中发挥着重要作用。从蛋白质的定量分析、特性研究到翻译后修饰的鉴定，ESI蛋白质谱为科学家们提供了一个强大的分析平台，推动着生物医学研究的不断进步。
蛋白质谱的应用
蛋白质谱技术是现代生物分析化学中不可或缺的工具，尤其在蛋白质组学研究领域。电喷雾电离（ESI）和基质辅助激光解吸电离（MALDI）是两种主要的离子化技术，它们各具特点，适用于不同的分析需求。以下是对这两种技术及其在蛋白质谱中的应用的详细介绍：
一、ESI和MALDI质谱仪的特点
（一）ESI质谱仪
ESI质谱仪采用电喷雾电离技术，通过将样品溶液雾化形成带电微滴，随着溶剂的蒸发，微滴表面电荷密度增加，最终导致蛋白质分子以带电离子的形式释放到气相中。这一过程相对温和，能够有效减少蛋白质分子的碎裂，从而保证了蛋白质的完整性，为后续的质谱分析提供了高质量的离子流。ESI质谱仪特别适合于序列分析，因为它能够在较宽的分子量范围内产生完整的蛋白质离子，从而便于进行蛋白质的序列分析和结构研究。
（二）MALDI质谱仪
MALDI质谱仪采用软电离技术，即用激光照射蛋白样品盘或基质，使样品气化而不产生碎片离子。这种方法适用于对热敏感的大分子蛋白质的分析，因为其能够在不破坏蛋白质结构的情况下进行电离。MALDI质谱仪特别适合于质量分析，能够快速、准确地测定蛋白质的分子量，为蛋白质的鉴定和定量提供可靠的数据支持。
二、蛋白质谱的常见应用
（一）蛋白质的鉴定和验证
蛋白质谱技术在蛋白质的鉴定和验证方面具有广泛的应用。完整质量分析、肽质量指纹图谱和肽图谱是常用的鉴定方法。完整质量分析通过对完整蛋白质的质谱分析，直接测定其分子量，从而与已知蛋白质的理论分子量进行比对，实现蛋白质的鉴定。肽质量指纹图谱则是将蛋白质酶解后的肽段混合物进行质谱分析，通过比较实验测得的肽段分子量与数据库中已知蛋白质的理论肽段分子量，实现蛋白质的鉴定。肽图谱分析则是对酶解后的肽段进行液相色谱分离后，再进行质谱分析，通过分析肽段的保留时间和质谱数据，实现对蛋白质的鉴定和验证。
（二）蛋白质定量
蛋白质谱技术在蛋白质定量方面也具有重要的应用。同位素标记定量蛋白质组学、基于MALDI的非标记蛋白质组学和基于ESI分析的非标记蛋白质组学是常用的定量方法。同位素标记定量蛋白质组学通过在蛋白质或肽段水平引入同位素标记，实现对不同样品中蛋白质的相对定量。基于MALDI的非标记蛋白质组学和基于ESI分析的非标记蛋白质组学则利用质谱信号强度直接进行蛋白质的定量分析，无需引入标记物，简化了实验流程，提高了定量的准确性和灵敏度。
（三）蛋白质结构测定
蛋白质谱技术在蛋白质结构测定方面也发挥着重要的作用。氢氘交换和抗体蛋白从头测序是常用的结构测定方法。氢氘交换通过监测蛋白质在特定条件下与氘的交换情况，推断蛋白质的二级结构和三级结构信息。抗体蛋白从头测序则是通过对抗体蛋白的质谱数据进行分析，结合计算机辅助的序列预测算法，实现对抗体蛋白序列的从头测定，为抗体药物的研发和优化提供了重要的技术支持。
总之，蛋白质谱技术作为现代生物分析化学的重要工具，为蛋白质的研究提供了强大的支持。通过不断优化和创新，该技术在蛋白质的鉴定、定量、结构分析等方面的应用将更加广泛和深入，为生命科学和生物医学研究提供更多的可能性和机遇。
肽段序列分析的Edman降解法
肽段序列分析的Edman降解法由瑞典生物化学家Pehr Edman于半个多世纪前提出，是一种循环降解肽段的策略，包含以下三个主要步骤：
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偶联反应：在碱性环境下，异硫氰酸苯酯（PITC）与肽链或蛋白质N端的游离α-氨基发生反应，生成苯氨基硫甲酰（PTC）衍生物，即PTC-肽。
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降解反应：通过三氟乙酸处理PTC-肽，引发环化裂解，选择性地将N末端氨基酸切割并释放出该氨基酸残基的噻唑啉酮苯胺（ATZ）衍生物。随后，利用有机溶剂从反应混合物中萃取出该ATZ-衍生物。
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转化反应：不稳定的ATZ-衍生物在酸性溶液中转化为稳定的苯硫基乙二酸（PTH）-氨基酸。通过色谱或电泳技术鉴定每个循环中产生的PTH-氨基酸，从而逐步推断出整个肽段的序列。
然而，Edman降解法存在以下局限性：1）仅适用于短肽（＜30～50个残基）测序，且易出错；2）通量低，每个氨基酸测定约需40分钟；3）无法对N-端封闭（如乙酰化）的肽段进行测序。因此，为了快速获取蛋白质的完整序列，研究人员通常更倾向于使用质谱法。
液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）
液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）及其串联形式（LC-MS/MS）已成为肽段测序的重要工具。LC-MS/MS 因其高通量和高灵敏度的特点，成为目前蛋白质测序的首选方法。该技术通过深度裂解蛋白，产生离子碎片，从而获得更准确和完整的序列信息。
在 LC-MS/MS 的定量分析中，蛋白质首先被酶解成短肽片段。这些肽段随后被质谱仪电离，并根据质荷比（m/z）进行分离。离子检测器将带电离子的强度转换为电信号，经过数据系统处理后生成质谱图。生物信息学工具用于解析这些质谱数据，以获取肽段的序列信息。
蛋白质谱技术不仅可以对蛋白质进行有效鉴定和完整测序，还可广泛应用于其他领域。例如，通过分析肽段碎片离子的质量，可以获取蛋白质的翻译后修饰和化学计量信息、表征蛋白质的结构、折叠、功能和相互作用、监测酶反应以及进行蛋白质的定量分析。
| 名称 | 货号 | 规格 |
| 蛋白质谱检测试剂盒 | LXR-ProteinMS | EA |
| 蛋白质谱检测服务 | LX-ProteinMS | EA |
| Rotor-Gene Multiplex PCR Kit (400) | 204774 | 400Test |
| Multiplex Human Cytokine ELISA Kit (M1/M2/MDSC Cytokines) | MBS592478-96Wells | 96Wells |
